Параметры, определяющие эксплуатационные свойства деталей и их соединений (контактная жёсткость, коэффициент трения, герметичность, прочность посадок и т.п.) определяются параметрами состояния поверхностного слоя.
- Макрогеометрические отклонения
Единая неровность поверхности по всей длине или ширине относится к макроотклонению; её высота изменяется от десятых долей [мкм] до нескольких [мм].
Под шероховатостью поверхности понимается совокупность микронеровностей высотой 10 -2-10 -3 мкм с шагом меньшим базовой длины. Все промежуточные неровности между шероховатостью и макроотклонением относится к волнистости поверхности. Микронеровности, соизмеримые с размерами кристаллической решётки и расположенные на шероховатости, относятся к субшероховатости.
Таким образом, в поверхностном слое можно выделить следующие основные зоны:
Под шероховатостью поверхности понимается совокупность микронеровностей высотой 10 -2…10 -3 мкм с шагом меньшим базовой длины. Все промежуточные неровности между шероховатостью и макроотклонением относится к волнистости поверхности.
Микронеровности, соизмеримые с размерами кристаллической решётки и расположенные на шероховатости, относятся к субшероховатости.
В общем случае поверхность предмета – это граница, которая отделяет данный предмет от другого предмета или окружающей среды. Можно выделить несколько критериев оценки поверхности.
Реальную(действительную) поверхность в общем случае можно описать функцией от двух независимых переменных.
Измеренную поверхность можно определить с помощью измерительных устройств.
Номинальная(теоретическая) поверхность задается чертежом либо описывается с помощью математических уравнений.
Номинальная поверхность характеризуется отклонениями формы, волнистостью и шероховатостью. Среди отклонений формы можно выделить различные виды отклонений от круглости (овальность, гранность), отклонения от цилиндричности, плоскостности и другие согласно ГОСТ 24642-81.
Возникновение макрогеометрических погрешностей поверхности происходит из-за неточностей станка, на котором производится обработка; погрешностей установки заготовки; силовых и температурных деформаций системы «станок - приспособление - инструмент – заготовка» и износа инструмента.
- Волнистость поверхности
Волнистость поверхности совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину l (l = =0,08…8,0 мм). Волнистость занимает промежуточное положение между макрогеометрическими погрешностями (отклонениями формы) и шероховатостью поверхности.
Волнистость поверхности образуется в результате неравномерности подачи при точении и шлифовании, неплоскостности направляющих и вынужденных колебаниях системы станок - заготовка - инструмент, возникающих из-за неравномерности сил резания, наличия неуравновешенных масс, копирования волнистости режущего инструмента, искажения формы шлифовального круга и неравномерный износ его, а также погрешности движения инструмента или заготовки.
При шлифовании сильно сказывается дисбаланс круга. При зубофрезеровании ошибка червяка делительной передачи станка проявляется в виде волнистой боковой поверхности зуба.
От шероховатости волнистость отличается значительно большим шагом; при чистовой обработке он не менее 0,25 мм, при черновой - превышает 8 мм. Нередко бывает, что высота волны при чистовом точении и цилиндрическом шлифовании доходит до 15 мкм при шаге до 14 мм.
Действующими рекомендациями установлены следующие параметры волнистости. Высота волнистости WZ - среднее арифметическое из пяти ее значений (W1, W2...W5), определенных на участке измерения LW, равной не менее пяти действительным наибольшим шагам волнистости (рисунок «Определение шага и высоты волнистости поверхности»).
.
Допускается непоследовательное расположение участков измерения. Числовые предельные значения WZ нужно выбирать из ряда : 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм. Отдельные измерения волнистости производят на длине равной пятой части LW .
Наибольшая высота волнистости Wmax - расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах LW, измеренное на одной полной волне.
Средний шаг волнистости SW - среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии Swi ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости:
Положение средней линии mW определяется так же, как и средней линии профиля m шероховатости.
Форма волны может быть различной в зависимости от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще всего волнистость имеет синусоидальный характер.
Рис. 37.2. Определение высоты (а) и шага (б) волнистости поверхности
.
равной пятой части LW .
